비점오염은 점오염과 달리 불특정 배출경로를 가지며 유출량의 예측 및 정량화가 어렵다. 또한 비점오염물질이 수계로 유입 될 경우 수질의 악화를 초래한다. 이에 정부는 비점오염원을 관리하고자 비점오염저감시설 개발, 연구 및 설치를 지속적으로 시행하고 있다. 하지만 기존 비점오염저감시설의 경우 충분한 자료를 토대로 설치되지 않아 추가적인 연구 및 보완이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 식생수로에서 강우 시 발생되는 부유물질 및 유기물 저감효율을 알아보기 위해 수행되었다. 연구방법으로는 대상지역에서의 강우 모니터링을 통해 비점오염저감시설의 자연형 장치인 식생수로에서의 EMC를 통계분석하고 ER 방법 및 SOL 방법을 이용하여 오염물질 저감효율을 산정하였다. EMC 결과 값은 TSS는 유입 27.62 ∼ 98.08mg/L, 유출 13.96 ∼ 220.12mg/L, COD는 유입 13.61mg/L ∼ 31.83mg/L, 유출 5.69 ∼ 11.34mg/L, BOD는 유입 2.58 ∼ 11.70mg/L, 유출 0.59 ∼ 6.65mg/L의 범위를 보였다. 저감효율 산정 값은 ER 방법과 SOL 방법에 대해 각각 TSS는 49%, 83% COD는 72%, 82% BOD는 71%, 76%로 나타났다. 상대적으로 낮은 유출부의 EMC 범위와 평균 70% 이상의 저감효율 산정 값을 통해 식생수로가 강우 시 발생되는 오염물질에 대해 높은 저감효과를 가진다고 판단된다.

본 연구에서는 지상 관측우량계로 측정한 강우량을 실제 지표면에 떨어지는 강우에 근접한 양이 되도록 보정함으로써, 유출해석을 비롯한 기타 수문해석에서 신뢰도 높은 결과를 도출하는데 목적이 있다. 지상우량계에서 관측되는 강우량에 미치는 바람의 영향을 분석하기 위하여, 표준기상관측소인 추풍령기상대에 설치된 바람막이가 있는 우량계와 기준우량계의 자료를 획득하였다. 단순선형회귀 모형과 신경망 모형을 이용하여 강우보정 모델을 구축하였으며, 감천유역의 7개 지점에 대해 지상강우를 보정하였다. VfloTM모형을 이용한 유출모의를 통해 보정된 강우의 신뢰도를 검증하였다. 단순선형회귀 모형을 사용하여 풍속구간별로 보정한 강우량은 실제 강우량보다 5%~18% 큰 강우량을 나타냈으며, 강우획득에서의 바람의 영향은 1.6~3.3m/s의 풍속구간에서 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 풍속구간 5.5이상에서는 자료의 개수가 전체자료의 0.7%로 매우 작고, 이상치가 획득됨으로써 회귀모형의 적용성이 떨어진다고 판단하였다. 반면에 신경망 모형을 이용한 지상 관측강우의 보정에서는 전체적으로 관측 값보다 10%~20% 정도 작은 강우가 추정되었다. 통계오차분석을 실시한 결과, 획득한 강우량의 극치값이 크게 나타날수록 선형회귀 모형의 적용성이 높게 나타났으며, 전체적으로 편차가 크고 평균 강우획득량이 클수록 신경망 모형의 적용성이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 수문해석에 있어 지역별 강우특성에 따라 기준우량계(pit guage)를 이용한 적합한 강우 보정방법을 사용함으로써 신뢰도 높은 수문해석이 이루어질 것으로 기대한다.

최근 이상기후로 인한 국지적 집중호우가 빈번히 발생하여 홍수피해가 증가함에 따라, 이에 대비하기 위하여 여러 선진국에서는 기상원격탐사(레이더 및 위성) 자료를 활용하여 실시간으로 강수현상을 감시하고 있다. 특히, 강우·기상레이더는 신속한 관측능력과 우수한 공간적, 시간적 강수 관측이라는 장점을 지니고 있어 세계 각국에서는 다수의 레이더를 설치하여 레이더네트워크 구성과 강수현상 감시 체계의 보편화를 위해 노력하고 있다. 국내에서도 국토교통부 및 기상청의 레이더네트워크 구축 및 레이더자료의 정확도 확보와 활용을 위하여 레이더 인프라를 구축 중에 있다.하지만 현재까지 강우·기상 레이더 관련 연구는 대부분 레이더 자료 취득, 품질관리(QC : 시스템 및 기상학적 측면), 강우량 산출 등에만 집중되어 있으며, 레이더 자료를 이용한 수문/방재분야에서의 활용 및 적용성 검토에 대한 연구 추진이 미흡한 실정이다.따라서 본 연구에서는 강우·기상레이더에 대한 기본지식과 레이더강우 자료를 활용하는데 있어 필요한 개념 및 절차(process)에 대하여 지금까지의 연구 및 경험, 전략 및 기술을 바탕으로 작성하고, 레이더를 처음 접하는 수문/방재분야의 실무자들이 참고할 수 있는 레이더자료 활용 가이드라인을 제시하고자 하였으며, 본 가이드라인은 레이더자료를 쉽고 빠르게 적용하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

강우관측망 평가는 가용한 수자원의 정확한 양을 파악하기 위해, 또한 강우-유출의 해석에 있어서 입력자료로 사용되는 면적평균강우량의 적절한 추정을 위해 중요하다. 따라서 강우관측망의 평가와 보완은 유역의 전반에 걸쳐 내린 면적평균강우량을 산정하기 전에 반드시 고려되어야 할 부분이다. 관측소 설치의 다양한 목적인 면적평균강우량의 정도 있는 추정을 고려하면 강우관측소는 공간적으로 균등하게 설치된 경우가 가장 이상적이다. 이에 본 연구에서는 보다 향상된 유역 면적평균강우량 산정을 위한 평가방법론을 제시하고, 4대강 유역 및 섬진강 유역에 대해 강우관측망의 공간적 특성을 파악하였다. 강우관측소의 공간적 분포 특성은 최근린 지수(nearest neighbor index)를 이용하여 정량화하였다. 아울러 2013년의 강우사상에 대해 산술평균법, 티센법, 추정이론을 이용하여 면적평균강우량을 산정하고 각 경우에 대해 오차를 평가하였다. 그 결과 공간분포가 우수한 유역은 면적평균강우량의 추정오차가 상대적으로 작으며, 반대로 공간분포가 왜곡된 유역의 경우는 상대적으로 추정오차가 큼을 확인하였다.

소방방재청(2011)은 도시방재성능의 달성을 위하여 1시간, 2시간 및 3시간 강우지속기간을 갖는 목표강우량을 전국 지자체별로 제시한 바 있다. 지자체별로 제시된 목표강우량은 각 지역에서 확보하여야 할 최소한의 방재성능에 대응되는 강우량으로 정의하였다. 유하시설의 설계는 1hr 지속기간 목표강우량을 추천하였고 저류시설 및 유역대책은 2hr 및 3hr 지속기간 목표강우량을 추천하였다. 소방방재청(2012. 8)에서 제시한 “도시방재성능 개선 지침”은 하수도시설의 하수 및 우수관거 지선, 간선 등, 빗물펌프장 시설, 저류지, 각종 우수유출저감시설과 같은 방재시설 등과 같은 내수배제를 위한 시설물을 대상으로 도시유역내 방재 시설물이 우수관거, 저류시설, 펌프장시설 등이 포함된 경우 시스템에 관한 통합적 방재성능을 평가하고 개선코자 할 때는 1시간, 2시간 및 3시간 강우지속기간 목표강우량 및 강우분포를 모두 적용하여 수계내 침수가 발생하지 않도록 대책을 수립토록 해야 한다. 본 연구에서는 서울 신천지구, 용산지구, 목포시 1개동, 수원시 2개동 및 평택시 3개동, 여수시 3개동에 관하여 임계지속기간 및 강우지속기간별 첨두유량의 변화에 대한 유하시설 설계를 위한 목표강우량의 타당성에 대하여 분석 하였다. 그 외 수원시 1개동의 수원종합운동장의 저류시설과 신천지구 저류시설을 통한 첨두유량의 변화 및 방재조절지 106개 지구의 임계지속기간과 저류용량과 저감되는 첨두유량과의 관계를 분석하여 지속기간 1hr, 2hr 및 3hr의 목표강우량의 타당성을 판단코자 하였다.

안전한 하천구조물을 설계하기 위해서는 신뢰도 있는 홍수량 산정이 필요하다. 신뢰도 있는 홍수량 산정은 유역의 정확한 지역적 특성의 반영이 중요하지만, 실제적으로는 유역에 대한 지역적 특성의 정밀한 측정이 어렵다. 본 연구에서는 홍수량 산정 시 발생 할 수 있는 오차들을 최대한으로 줄이기 위하여 여러 개념적 강우 유출 모형을 적용 및 평가 하고자 한다. 이를 위하여 3개의 토양저류함수모형(Soil Moisture Accounting, SMA) 및 3개의 유역유출개념모형(Routing Modules)을 조합하여 총 9개의 모형을 금강의 22개소 유역에 적용한다. 적용결과 3개의 토양 저류 함수 모형 중 확률분포모형(Probability Distribution Model, PDM)이 Nash Surcliffe Efficiency (NSE*) 결과에서 타 토양 저류 함수 모형보다 우수하게 나타난다. 또한 유역유출모형에 대해서 우수한 NSE*값을 나타낸 모형은 2PMP(Micro-pre Approach parallel structure)모형으로 확인되었다. 따라서 금강 22개소 유역에서 두 모형의 조합인 PDM-2PMP모형이 적용 가능하다고 평가 할 수 있다. 이는 향후 금강유역의 지역화 연구 및 우리나라 전 유역에 적용 가능한 강우 유출모형 개발을 위한 기초연구로서 높은 활용가치를 가질 것으로 판단된다.

일반적으로 국지성 집중호우로 인한 산지하천의 돌발홍수 및 도심지의 침수 피해 등을 방지하기 위한 설계에는 포아송 클러스터 강우생성 모형(Poisson Cluster Rainfall Generation Model)과 같은 강수모의발생기법이 이용된다. 그러나 강수량의 1, 2차 모멘트 이상의 통계적 특성을 효과적으로 재현되지 못하고 극치강수량이 관측값에 비해 현저하게 과소 추정되는 등의 문제점이 있으며, 평균적인 강수량과 극치강수량의 통계적 분포특성을 동시에 구현하는 데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 포아송 클러스터 강우생성 모형 중 공간상의 한 점에 대한 연속시간 강수모형으로 일 단위 이하 강수의 통계적 특성을 재현하는데 유용하다고 알려진 Modified Bartlet-Lewis Rectangular Pulse(MBLRP) 모형에 Bayesian MCMC(Markov Chain Monte Carlo)기법을 연계한 Bayesian MBLRP 모형을 제안하고자 한다. Bayesian MBLRP 모형은 각 매개변수간 결합확률분포를 계산하여 매개변수의 사후분포를 추정하며 이들 사후분포로부터 Monte Carlo 모의를 통해 다양한 시간 규모에서 극치값을 효과적으로 복원할 수 있었다. 사후분포로부터 추정된 강우시나리오는 강우-유출모의 시 유출되는 홍수량 및 홍수위에 대한 불확실성 범위를 정량적으로 제공하는 등 다양한 수문학적 문제에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

강우빈도해석에서 가장 핵심적인 부분은 확률분포(probability distribution)를 결정하는 것이다. 이러한 점에서 국내외에서는 다양한 확률분포를 적용하여 빈도해석을 수행하고 있으나, 확률분포를 결정하기 위한 기준이 명확하지 않다. 상대적으로 자료연한이 짧은 수문자료를 활용하여 장기간의 재현기간의 수문량을 추정하는 이유로 추정되는 수문량의 불확실성이 매우 큰 것으로 알려지고 있다. 국내에서는 일반적으로 40년의 관측자료를 대상으로 100년 빈도 이상의 확률수문량을 추정하게 됨으로서 재현기간의 큰 확률수문량 추정시 불확실성이 가중될 수 밖에 없다. 이러한 점에서 본 연구에서는 강우빈도해석시 주로 이용되는 Gumbel분포형과 GEV분포형을 대상으로 매개변수의 불확실성을 정량적으로 해석하기 위한 방안으로 Hierarchical Bayesian 기법과 연계한 매개변수 추정방안을 제시하고자 한다. 이와 함께 매개변수의 불확실성과 매개변수 수 등을 종합적으로 고려한 DIC(deviance information criteria) 기반의 확률분포형의 적합성 평가방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 국내 주요 강수관측지점의 다양한 지속시간에 대해서 모형을 적용하고 검증하였다.

본 연구에서는 충주댐 유역을 대상으로 2002-2013년에 발생한 호우사상(6-9월)으로부터 산지효과를 파악하고자 하였으며 레이더 자료를 이용하여 그 특성을 확인하였다. 각각의 강우자료로부터 독립 호우사상을 추출하기 위해 무강우기간으로 12시간, 절단값(threshold)으로 0.5 mm를 적용하였다. 이를 근거로 산지효과가 발현된 호우사상의 특성을 파악하기 위해 유출율을 계산하였으며, 실제 발생 가능한 유출율보다 과대하게 산정된 호우사상을 선정하였다. 본 연구에서는 레이더 자료를 이용하여 호우의 이동속도, 호우방향, 강우강도 등의 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 통해 산지효과 발현조건을 탐색하였다.

본 연구에서는 고위도 및 아열대 지역의 남북간 기온 차이에 따른 동아시아 지역에서의 대기순환 패턴의 변화와 그와 관련된 대기수분이송에 대한 분석을 실시하였다. 여름철 동아시아의 수문기상은 식수, 관개용수, 수력발전 및 수산산업과 연관성이 매우 크며, 인간과 자연변화는 상호관계를 통한 지속가능한 수자원의 공급에 대한 주요 결정요소이다. 따라서 본 연구에서는 한반도 유역을 중심으로 남북간 기온변화에 따른 여름철 강우의 지역적 특성을 분석하였다. 한반도 몬순강우와의 통계적 상관성 분석을 실시한 결과, 남북간 기온의 변화가 여름철 한반도 몬순강우와 강우 발생일수의 변화에 민감하게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 한반도 유역과 같이 계절적 수문변화가 큰 유역에 대하여 극치사상에 대한 영향분석 및 가용 수자원의 계절적 변화특성에 대한 기후시스템의 잠재적 영향을 파악하는데 유용하게 적용될 것으로 기대된다.

강우자료는 수문분석에 있어 가장 중요한 기초자료로, 다양한 원인으로 인해 측정범위를 넘어서는 오차가 발생하거나 일정기간 데이터를 취득 못하는 결측기간이 발생하게 된다. 강우자료를 제공하는 자동기상관측시스템(AWS)은 관측지점이 계속 확충되고 있으며 비교적 관측소 밀도가 높을 뿐만 아니라, 분 단위로 강우자료가 측정되고 있어 수문분석의 활용도가 높다. 그러나 관측 자료의 품질 등에 대한 문제점이 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 AWS 강우 자료의 품질개선을 위하여 결측치 보완 방법 및 이상치 처리에 대한 적용성을 검토하였다. 결측치의 시공간적 특성을 고려하여 서울지점(108)의 강우자료를 대상으로 지속시간별, 결측률별 통계적 특성을 비교 검토하였다. 또한, ESD 이상치 처리를 실시하여 기존의 강우자료와의 비교분석을 통해 신뢰도를 검증하였다.

집중호우 등의 빈번한 증가로 인해 수방시설 관리의 중요성이 증대되고 있다. 수방시설 관리를 위해서는 구조물에 대한 정보와 구조물이 위치한 지역의 표고, 경사, 토양분포현황, 수계현황 등의 분석 자료를 구축하여야만 한다. 이러한 구축된 정보를 바탕으로 침수 모의를 통해 재난상황 발생 시 수방시설물의 대피 경로의 확보가 필요하다. 이를 위해서는 수방시설물에 저류되는 수자원에 대한 계측데이터를 기반으로 BIM(Building Information Modeling, BIM)과 연계하여 신속한 의사결정이 수반되어야 하며 극한홍수 등의 재해로부터 대피할 수 있는 통로를 설정하여야 한다.본 연구에서는 BIM기술과 연계되는 재해 상황 별 시나리오인 확률강우량의 범위를 지점빈도해석과 지역빈도해석을 통해 극한 홍수가 일어나는 범위를 산정하여 제시하고자 한다. 일반적으로 빈도해석에 의한 확률강우량 추정 방법은 지점빈도해석과 지역빈도해석에 의한 방법으로 확률강우량을 추정한다. 지역빈도해석에 의한 확률강우량 추정은 지점빈도해석을 보완한 방법으로 강우 자료의 기록년이 짧아 지점빈도해석에 의한 불확실성이 커졌을 경우 다수의 강우 관측소로부터 수문학적 동질성이 확보하여 적용한다. 본 연구의 대상 유역은 BIM기술에 활용되는 극한 홍수에 대한 침수 피해가 분석 가능한 의정부시의 홍복저수지와 백석천 및 중랑천 유역을 선정하였고, 재난상황별 극한 홍수의 시나리오를 제시할 수 있는 지속기간별 확률강우량을 추정하였다. 대상 유역의 침수 분석은 1차원 홍수침수모형인 “HEC-RAS” 를 이용하여 하천구간별 경계조건에 대한 유량 및 수위값을 산정하였고, 2차 홍수침수모형은 “HYDRO AS_2D”를 이용하였으며 효과적인 침수 모의를 위해 두 모형을 연동하여 모의하였다. 침수모의를 위한 재해 상황에 따른 시나리오별 강우자료는 기상청 산하의 서울 지점의 강우 관측소를 선정하였으며, BIM기술에 활용할 수 있도록 극한 홍수에 대하여 침수범위를 제시하고자 지속기간별 확률강우량을 지역빈도해석과 지점빈도해석에 대하여 적절한 재해 상황별 시나리오를 제시하고자 한다.

도시화로 인한 불투수층의 증가로 침수 및 범람의 피해가 매년 증가 하고 있는 실정이며, 서울시에서는 그 대안으로 새롭게 시공되는 도로의 경우 투수성 포장을 시공하도록 시행하였다. 이러한 투수성 포장재는 많은 연구로 다양하게 개발되어 왔지만 그 효율에 대한 정량적인 효율성 검증 및 평가 방법이 미비하다. 그리하여 본 연구는 강우모의 장치를 이용하여 투수성 블록의 강우 유출수 저감 효율을 일반 보도블록과 비교하여 평가 하였으며, 관측된 data를 이용하여 Holton의 침투모형에 의해 투수성 블록 시설의 침투모형을 산정하였다. 또한 SWMM모형의 LID Tool을 이용하여 관측값과 SWMM모형 계산 값을 시행착오법으로 보정 하여 투수성 블록의 매개변수를 산정하였다. 산정된 매개변수는 소규모 공업지역에 적용하여 문헌에서 제시한 자료와 비교하였다. 향후 LID 요소별 검증실험을 통한 매개변수를 산정한다면 모형을 통하여 간단하게 대상유역에 대하여 LID 요소기술 적용을 통한 강우유출수의 저감 효율을 산정할 수 있을 것으로 기대된다

국외 철도의 경우, 선로의 노반과 사면·법면 등의 내하력을 넘어서는 대형 강우에 대하여 열차의 운전중지와 속도제한 등의 운전규제를 실시하고 있으나, 우리나라에서는 기준으로 설정되어 열차통제에 활용하지 못하고 있는 현실이다. 다만, 한국철도공사의 강우자동경보시스템을 통하여 강우정보를 실시간으로 확인할 수 있으며, 열차운행을 위한 판단의 보조지표로써 활용되고 있다.따라서 본 논문에서는 먼저 강우시 취약개소로 선정된 영동선과 경전선 구간 사면의 현장시험, 불포화함수측성 시험 등의 결과 및 문헌자료를 활용하여 강우침투해석 및 시간강우량에 따른 콘크리트블록 설치 현장사면의 안정해석으로 내강우성을 평가하였다. 또한 해석결과를 바탕으로 안전율 1.3에 따른 시간 강우정보를 역산하여 한국철도공사의 강우경보시스템에 활용되고 있는 열차운전규제 기준과 비교분석하였다. 이는 추가적인 검증 및 확장연구를 통해 현장적용이 가능한 불포화 개념의 열차안전규제 기준 마련에 활용될 것으로 사료된다.

최근 기후변화로 인한 집중호우와 돌발홍수로 인한 도심지의 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 인구밀도와 자산가치가 높은 도시지역에서는 침수에 따른 피해규모가 크기 때문에 이를 방지하기 위한 대책마련 등이 요구되고 있다. 이러한 도시지역 중 내륙에 위치한 도시지역과 달리 해안과 접해있는 연안 도시지역은 하천연장이 짧고 경사가 급하여, 조위에 따라 홍수위가 달라지기에 동일한 강우라도 피해가 크게 발생하는 특성을 가진다. 대표적 연안 도시인 창원(구 마산)시의 경우 지난 2003년 9월 태풍 매미로 인해 상당한 침수피해 및 인명 피해가 발생하였다. 당시 일강우량은 157mm로 창원시 하수관거의 설계강우량보다 낮았고, 창원기상관측소 확률강우량과 비교하였을 때 3년 빈도로 극단적으로 많은 호우는 아니었다. 하지만, 태풍 상륙 당시 호우와 함께 남해안의 만조 시각과 겹쳐 태풍에 의한 해일은 예측치를 훨씬 뛰어넘는 최대 439cm 에 달하여 피해가 발생하였다. 이는 단순히 집중호우 하나의 재해 요인에 따른 피해가 아닌 집중호우 발생시 만조위까지 영향을 미친 복합적인 재해발생에 의한 피해로 볼수 있다. 따라서 본 연구에서는 1차원 도시범람해석 모형인 XP-SWMM 모형을 이용하여 2003년 9월 태풍 매미의 영향을 받아 침수피해가 발생한 마산지역 배수유역에서의 침수범람 모의를 수행하고, 유역 하류지점에서 만조위가 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우의 유출량을 분석하여 조위의 발생 여부가 유출 및 침수에 얼마나 영향을 주는지 분석하여보았다.

본 연구에서는 2013년 영산강과 섬진강 유역에 발생한 강우 및 홍수사상을 평년 및 예년과 비교하여 분석하였다. 분석결과, 6월, 8월∼9월은 평년대비 50% 수준에 그쳤으나, 7월은 장마전선의 영향으로 4일부터 7일까지 유역평균 250mm 강우를 기록하였다. 8월은 작년과 달리 태풍의 직접적인 영향이 없었으나, 23일과 24일에는 유역평균 140mm의 호우가 집중되었다. 강우에 따른 수위 변화를 알아보면 연중 최고수위가 7월 5일에 발생하였고, 이 때에 선암(황룡강), 나주(영산강), 구례2와 송정지점(섬진강)에 홍수주의보가 발령되기도 하였다. 농업용 저수지(광주, 담양, 장성과 나주) 및 다목적 댐(섬진강, 주암, 탐진)의 11월말 수위를 보면 전반적으로 전년에 비하여 낮은 편이었고, 그 중 광주댐은 전년대비 4.60m, 섬진강댐은 9.15m으로 낮은 편이었다.

산사태는 강우가 많은 여름철 간극수압 상승 및 토괴의 단위중량을 증가시켜 응집력을 잃고 급속히 무너져 내리는 중력 침식현상을 뜻하며 많은 인명 및 재산상의 피해를 가져오는 대표적인 산지토사재해이다. 이러한 산사태는 지형, 지질 등과 같은 내적인 요인과 강우와 지진 등 외적요인의 작용을 받으며, 특히 강우는 산사태를 야기하는 주된 요인이다. 최근 들어 우리나라는 지구온난화에 따른 기상이변으로 인해 대형 태풍 및 매년 발생하는 집중호우 등에 의한 산사태 피해가 자주 보고 되고 있으며, 우리나라 전역에 사회·경제적 손실을 가져왔고 엄청난 인명 및 재산상의 피해도 발생하였다. 하지만 강우는 지역마다 편차가 심하여 갑작스럽게 발생되는 경향이 크므로 정확한 산사태 발생시간을 파악하기 어려워 예측이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 지역마다 지형 및 강우특성이 다르기 때문에 현재 전국을 동일하게 사용하는 기존의 산림청 산사태 주의보, 경보발령 기준을 검토하고, 10년간 산사태 발생이 지속적이고 그 사례 또한 많았던 경상남도 지역의 산사태 통계 및 강우 특성을 검토하여 취약성 분석과 위험도 분석을 통해 향후 주의보, 경보발령에 도움이 되고자 한다.

다변량 확률모형을 통한 빈도해석 방법이 발전함에 따라 수문통계 분야에도 이에 대한 적용이 대두되고 있다. 다변량 확률모형은 확률변수의 특징을 갖는다고 판단되는 수많은 변수에 적용이 가능하며 이에 따라 수문분야에서는 가뭄, 홍수, 강우와 같은 자료에 적용되고 있다. 본 연구에서는 서울지점의 기상청 강우관측기록을 이용하여 이변량 빈도해석을 수행하였으며 확률강우량을 산정하였다. 사용된 이변량 확률모형은 archimedean copula인 Frank, Gumbel-Hougaard, Joe 등의 3가지 모형이며, IFM(Inference Function for Margin) 방법을 이용하여 매개변수를 추정하였으며, empirical copula 와 추정된 copula 모형의 차이를 이용하여 각 모형간의 확률강우량 산정결과의 차이를 비교하였다.

본 연구에서는 강우의 멀티프랙탈거동(multifractal behavior)에 기반을 둔 시공간 상세격자강우량 생산기법을 우리나라에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 이를 위해, 우리나라에 2008년 7월부터 2012년 8월까지 호우주의보를 발생시킨 8 개의 주요 강우이벤트에 대한 기상청제공 레이더강우자료를 추출하여 강우의 멀티프랙탈 거동을 조사하였다. 조사 결과, 대상 레이더 시공간강우장이 강한 멀티프랙탈 거동의 특성을 가지고 있음을 확인하였고, 이에 기반을 두고 시공간 로그-프아송 무작위 분열모형(space-time log-Poisson random cascade model)과 3차원 웨이블랫(wavelet)을 모형을 결합한 다운스케일링 모형을 사용하여 한반도 전역에 대하여 7km-35분 해상도를 가진 시공간 강우장을 생성한 후, 이를 관측레이더 강우자료와 비교하였다. 비교 결과, 8개의 모든 강우 이벤트에 대하여 다운스케일링 모형에 기반을 두고 생성된 시공간 강우장이 레이더강우장의 멀티프랙탈 거동을 95% 이상의 정확도를 가지고 재현함을 확인하였으며, 누적분포함수 또한 매우 정확히 재현함을 확인할 수 있었다.

최근 이상기후로 인해 도시지역에서는 폭우재해로 인한 피해가 크게 발생하고 있다. 이에 대한 지금까지의 대응에는 하천, 하수도 등 전토적인 방재시설이 중요한 역할을 해 왔으나, 기존의 방재시설로 도시의 전체적인 방재성능을 향상시키는 것은 경제적․물리적 한계에 이르게 되었다. 따라서 공원녹지와 같은 비방재적 도시계획시설에 유출저감기능과 같은 방재성능을 추가하여 일정용량의 재해방지역할을 수행하도록 하는 새로운 도시방재수법이 필요하다. 특히 가상유역에 대한 공원녹지의 우수유출저감 모의분석을 한 결과, 공원녹지에 저류기능을 부가할 경우, 약 15%의 저감효과가 나타났음에 따라 공원녹지가 방재시설의 역할을 수행할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 폭우재해 발생 시 재해저감기능을 수행할 수 있는 공원녹지의 설계기법을 개발하고자 한다. 이를 위해서, 해외 방재관련 법제도의 검토와 가상유역에 대한 공원녹지의 우수유출저감능력 모의분석을 통하여 새로운 공원녹지 설계 가이드라인(이하 ‘공원녹지 설계기법’)을 작성하였다. 그리고 이 공원녹지 설계기법을 실제 공원녹지에 적용하여 시범설계를 함으로써 공원녹지 설계기법의 실제 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 폭우재해 발생지역에 재해저감적응형 공원녹지를 설계할 수 있는 기준으로 활용할 수 있다.